[發明專利]一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202011570814.0
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112781757A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張玉容
• 申請（專利權）人: 重慶華知光環保科技有限責任公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：包括上下兩個平行設置的石墨烯電極層，兩個石墨烯電極層之間設有多孔彈性體，所述石墨烯電極層引出有銀漿導線形成外圍引線，所述外圍引線綁定有柔性印刷電路板。

2.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述石墨烯電極層包括柔性基材和石墨烯層。

3.根據權利要求2所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述柔性基材采用柔性高分子材料，所述高分子材料為聚酰亞胺、聚對笨二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種。

4.根據權利要求3所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述多孔彈性體由熱固化彈性材料和發泡材料混合后經過加熱固化后形成。

5.根據權利要求4所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述熱固化彈性材料為聚二甲基硅氧烷。

6.根據權利要求4所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述發泡材料為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、甲苯磺酰肼、氧化雙(苯磺酷)肋、碳酸氫鈉或碳酸氫銨中的一種。

7.根據權利要求4至6任一權利要求所述的一種基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于：所述熱固化彈性材料和發泡材料混合比例在8:1-8:3之間。

8.一種如權利要求7所述的基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：在金屬基底上采用管式CVD設備制備石墨烯層；

S2：石墨烯層轉移到柔性基材上形成石墨烯導電薄膜；

S3：通過紅外激光刻蝕機在石墨烯導電薄膜刻蝕上下相對應的圖案，從而形成上石墨烯電極層和下石墨烯電極層；

S4：通過紫外激光對石墨烯電極層的綁定區以及邊緣區域進行表面處理；

S5：上、下石墨烯電極層的搭接區絲網印刷導電銀漿并進行固化，導電銀漿的一端搭接在石墨烯電極層的石墨烯上，導電銀漿的另一端延伸至石墨烯電極層的綁定區；

S6：通過刮涂、旋涂或輥涂方式涂布在上、下石墨烯電極層的圖案區域涂布PU-653水溶液，然后放置于烤箱烘干；

S7：分別稱取熱固化彈性材料和發泡材料并將兩者混合均勻；

S8：下石墨烯電極層絲網印刷熱固化彈性材料和發泡材料的混合熔液；

S9：將上石墨烯電極層覆蓋在印刷有的熱固化彈性材料和發泡材料的下石墨烯電極層上，然后整體轉移至烤箱進行加熱。

S10：通過熱壓將柔性印刷電路板綁定在上、下石墨電極層的綁定區。

9.根據權利要求8所述的基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其中，步驟S1中，所述金屬為銅箔或鎳箔。

10.根據權利要求8所述的基于石墨烯的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其中，PU-653水溶為PU-653原液與水的混合液，PU-653原液與水的混合比例為1:100-1:200。